Maximale Schrittmotordrehzahl?

Matt B. (mattb) OP 10.06.2013 16:00 #3198118

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Hallo,

ich habe eine einfache Schrittmotorendstufe mit der Kombination der ICs 
L297 und L298.
Der Schrittmotor (mit angebauten Getriebe, i = 4) den ich betreiben will 
hat 1,8°/Schritt und einen Nennstrom von 3A.

Den L297 füttere ich mit einem Takt und Richtungssignal aus einem 
Atmega. Die Frequenz kann ich über ein Poti und die Richtung über einen 
Schalter einstellen.

Als Netzteil verwende ich ein normales Labornetzteil:
- Versorgungsspannung:  24V
- Strombegrenzung:      1,5A (wegen dem L298)

Damit bekomme ich den Motor nur bis zu einer Motordrehzahl 
(Getriebedrehzahl entsprechend geringer) von ca. 37 1/min zum laufen.

Ist so eine Drehzahl realistisch?
Spontan kommt mir das etwas gering vor...

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flip Gast 10.06.2013 16:04 #3198121

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Einige hundert bis tausen rpm sollten gegen. Der strom sinkt mit 
erhöhter drehzahl, weshalb man die Motoren normalerweise mit 
stromregelung chopper betreibt.

FLip

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Purzel H. (hacky) 10.06.2013 16:04 #3198123

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Na, dann miss doch mal die Spannung ueber dem Motor mit einem Scope. 
Wenn die Spannung an der Speisung ist, kommt nicht mehr.
Und dann miss gleich noch den Strom, ob der am Limit ist.

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Klaus Gast 10.06.2013 16:12 #3198132

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Für hohe Drehzahlen musst du außerdem mit Beschleunigungsrampen 
arbeiten, sont verliert der Motor Schritte oder läuft erst gar nicht an.

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Matt B. (mattb) OP 10.06.2013 23:19 #3198731

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Wie kritisch sind Schwankungen des Taktsignales?
Das Taktsignal habe ich 'quick and dirty' in der while-Schleife mit 
_delay_ms() erzeugt.

Zudem glaube ich, dass ich den L298 gerade geschrottet habe. Meistens 
zappelt die Motorwelle jetzt an einer Stelle hin und her.

Die Frequenz kann ich über ein Poti einstellen. Damit kann ich eine 
Beschleunigungsrampe manuell erzeugen. Aber damit kam ich auch nur an 
die 37 1/min.

Sobald der L298 ausgetauscht ist werde ich mal die Spulenspannungen und 
die Ströme messen.

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Armin Gast 11.06.2013 14:33 #3199334

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Wenn der Motor zappelt und sich nicht dreht, dann ist der Strom zu 
wenig, es hat mit dem Kaputtsein von L298 auch zu tun, aber auf jeden 
Fall genung Strom an den Motor bzw. L298 geben.

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Marian (phiarc) 11.06.2013 16:07 #3199495

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24 V kommen mir recht wenig für so einen dicken Stepper vor.

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Reinhard Kern Gast 11.06.2013 17:39 #3199640

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Matt B. schrieb:
> hat 1,8°/Schritt und einen Nennstrom von 3A.

Matt B. schrieb:
> Als Netzteil verwende ich ein normales Labornetzteil:
> - Versorgungsspannung:  24V
> - Strombegrenzung:      1,5A (wegen dem L298)

Warum glaubst du schreibt der Hersteller den Nennstrom ins Datenblatt? 
Wenn dein Treiber das nicht kann hast du den falschen.

flip schrieb:
> Einige hundert bis tausen rpm sollten gegen.

200 kHz Schrittfrequenz können nicht viele Schrittmotoren - da müsste 
die Anstiegs- und Abfallzeit des Stroms (bei mehreren A) bei etwa 1 µs 
liegen.

Gruss Reinhard

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Matt B. (mattb) OP 12.06.2013 07:47 #3200296

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Hallo,

ich würde meinen Aufbau etwas abändern, damit ich die Motoren mit 
höheren Spulenströmen betreiben kann.
Hat jemand deswegen schon Erfahrung mit solchen Treibern aus China:
http://www.ebay.de/itm/CNC-0-2-5A-Two-Phase-Hybrid-Stepper-Motor-Driver-Controller-2M625-for-Router-/251267051540?pt=UK_BOI_Industrial_Automation_Control_ET&hash=item3a80aef014

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Gerd E. (robberknight) 12.06.2013 20:00 #3201277

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Matt B. schrieb:
> ich würde meinen Aufbau etwas abändern, damit ich die Motoren mit
> höheren Spulenströmen betreiben kann.

Die Höhe der Spulenströme ist ein Teil. Der andere Teil ist, die 
Spulenströme zur richtigen Zeit und richtig dosiert einzusetzen. Ein 
stumpfes an-aus geht zwar, damit holst Du aber nicht das Maximum an 
Geschwindigkeit raus.

Schau mal z.B. hier, da hat einer auf der Basis von ein paar Appnotes ne 
nette Software mit richtiger Regelung geschrieben:
http://www.dr-iguana.com/prj_StepperDriver/index.html

Ich glaube kaum daß die China-Teile den Strom mit PID regeln, sondern 
halt nur festes Microstepping machen.

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Reinhard Kern Gast 12.06.2013 22:55 #3201490

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Gerd E. schrieb:
> Ich glaube kaum daß die China-Teile den Strom mit PID regeln, sondern
> halt nur festes Microstepping machen.

Was soll das heissen? Microstepping ohne Stromregelung geht nicht. Ob 
PID ist eine andere Frage, aber auch nicht weiter wichtig.

Gruss Reinhard

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Amateur Gast 12.06.2013 23:12 #3201510

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In die Nähe der Maximalwerte kommst Du nur mit angepassten 
Beschleunigungsrampen und einer flexiblen Stromregelung.

Hast Du dann diese Werte ermittelt, so kannst Du sie auch getrost gleich 
wieder vergessen, weil sie bestenfalls als Makulatur anzusehen sind.
Die gesamte Schrittmotordynamik ändert sich nämlich im eingebauten 
Zustand. Dann beginnt der Test und Messzyklus wieder von vorne.

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Wolfgang Gast 13.06.2013 00:35 #3201570

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Matt B. schrieb:
> Als Netzteil verwende ich ein normales Labornetzteil:
> - Versorgungsspannung:  24V
> - Strombegrenzung:      1,5A (wegen dem L298)

Die Stromregelung soll alleine der Schrittmotortreiber machen und nicht 
das Netzteil. Läuft deine Stromregelung mit L297/L298 und hast du 
vernünftige Freilaufdioden verwendet (Schaltplan?)?

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Matt B. (mattb) OP 13.06.2013 08:10 #3201652

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Also wirklich das Maximale will ich gar nicht aus dem Motor herausholen.
Er soll nur in einem (für mich) vernünftigen Drehzahlfeld arbeiten.

Drehmoment hat er sowieso genug, über das Getriebe mit einem i = 4 baue 
ich mir da zusätzliche Sicherheit ein.

Zudem wird der Motor eine Gewindespindel (Steigung = 6mm/Umdrehung) 
antreiben. Diese bilded schließlich nochmals einen rotatorischen Hebel.

Dafür sollten die China-Teile doch ausreichen?!

Danke
Gruss
Matt

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Harald A. (embedded) 13.06.2013 09:23 #3201707

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Hier wird ganz gut beschrieben, warum es bereits bei mittleren 
Drehzahlen ohne Chopperbetrieb schwierig wird.
http://www.stepperworld.com/Tutorials/pgCurrentControl.htm

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Maximale Schrittmotordrehzahl?

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